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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Laminaten gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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Solche
Laminate, bei denen meistens zwei Bahnen bzw. zwei Blätter miteinander
verbunden sind, werden z.B. als Beschichtung für Fußbodenplatten oder für Möbel benutzt.
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In
der
EP 0 136 577 A ist
ein Laminat beschrieben, das aus einer Trägerschicht, einer Dekorschicht
und einem optionalen Overlay besteht. Die Trägerschicht ist z.B. aus einer
Faserplatte oder aus imprägniertem
Kraftpapier gebildet; die Dekorschicht ist ein bedrucktes und imprägniertes
Papier; das optionale Overlay ist ein ebenfalls imprägniertes
Papier. Dieses Laminat ist auf seiner Gebrauchsseite so beschichtet,
dass die äußerste Oberfläche abriebfeste Partikel
enthält.
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Aus
der
EP 329 154 B ist
ein Verfahren zum Herstellen von Dekorlaminat bekannt, bei dem ein Dekorpapier
mit Harz imprägniert
wird. Auf das nasse Harz werden Korundpartikel aufgetragen, und
das Dekorpapier wird dann getrocknet.
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Bei
diesen bekannten Laminaten besteht der Nachteil, dass beim anschließenden Verpressen
des Dekorpapiers mit der Trägerschicht
die Pressbleche wegen des Kontakts mit den abriebfesten Partikeln schnell
verschleißen,
was zu entsprechenden Reparaturkosten und Stillstandszeiten der
Presse führt. Außerdem muss
zumindest das Dekorpapier vor der Beschichtung imprägniert werden,
was einen großen Investitions-
und Arbeitsaufwand für
die Herstellung der Laminate zur Folge hat.
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Die
EP 1 068 083 B beschreibt
ein Verfahren zum Herstellen von Laminat- Beschichtungen, bei dem
ein Dekorpapier mit Harz getränkt,
partikelförmiges
Aluminiumoxyd auf das nasse Harz aufgestreut und dieses Dekorpapier
vorgetrocknet wird. Dann wird eine Schicht Melaminharz aufgetragen,
die Fasermaterial enthält,
und das Dekorpapier endgetrocknet. Nachteilig bei diesem Verfahren
ist, dass relativ viel Fasermaterial aufgetragen werden muss, um
das Aluminiumoxyd sicher abzudecken, und dass das Dekorpapier vor
der Beschichtung imprägniert und
zweimal getrocknet werden muss.
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Faserstoffbahn
im Sinn dieser Erfindung umfasst alle für die Herstellung von dekorativen
Laminaten geeigneten Bahnmaterialien, die Fasern enthalten und saugfähig sind,
insbesondere Papier, Vliese, Gewirke und/oder Gewebe. In der Regel
werden die betreffenden Laminate aus zwei unterschiedlichen, allgemein
bekannten Faserstoffbahnen hergestellt, nämlich aus einer bedruckten
Papierbahn und einer Overlaybahn.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Laminaten
zu schaffen, das sicher das Vorhandensein von abriebfesten Partikeln an
der Oberfläche
der Laminate verhindert und das wesentliche Arbeitsschritte einspart.
Eine zweite Aufgabe ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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Die
erste Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs
6 gelöst.
Dadurch, dass die Faserstoffbahnen unbehandelt, das heißt nicht
(vor)imprägniert
sind, entfallen alle Apparate, die bisher für eine Imprägnierung und gegebenenfalls
eine Zwischentrocknung erforderlich waren. Hierdurch werden entsprechend
Kosten und Raum für
die Aufstellung eingespart, und die Herstellung der Laminate erfolgt
einfacher und schneller. Die Beschichtung einer ersten der Faserstoffbahnen
mit einem Gemisch aus mindestens einem Harz und abriebfestem Material
und die kurz danach, das heißt innerhalb
weniger als 0,1 bis 3 Sekunden, erfolgende Laminierung der zweiten
der Faserstoffbahnen – oder
die Einbringung des Gemisches in einen zwischen den Faserstoffbahnen
gebildeten Zwickel – bewirkt
eine weitgehend gleichmäßige Durchdringungung
der beiden Faserstoffbahnen mit dem Harz während des anschließenden Transports.
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Außerdem werden
eventuell vorhandene Unebenheiten der Beschichtung nach einem Dosieren
durch das Auflegen und gleichzeitige leichte Anpressen der zweiten
Faserstoffbahn beseitigt. Eventuell entstehende Falten in einer
der Faserstoffbahnen infolge ungleichmäßigen Quellens und daher ungleichmäßiger Dehnung
der beiden Faserstoffbahnen werden durch weiteres Quellen der anderen
Faserstoffbahn während
des Transports und/oder Trocknens beseitigt. Daher wird auch ohne
vorherige Imprägnierung
ein glattes Endprodukt ohne Falten in einer der Faserstoffbahnen
erzielt.
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Die
Zeitspanne des Transports wird so bemessen, dass die Faserstoffbahnen
zumindest teilweise von dem Harz durchtränkt werden, bevor die Trocknung
erfolgt. Die Zeitspanne ist im Wesentlichen abhängig von der Beschaffenheit
der Faserstoffbahnen sowie der Beschaffenheit des Harzes und beträgt 1 bis
15 Sekunden. Daher ist die Verweilstrecke gegebenenfalls ein kurzer Übergang
von einer Beschichtungsanlage zu einem Trockner.
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Für die Lösung der
zweiten Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 9 und 13 gilt das für das erfindungsgemäße Verfahren
Gesagte entsprechend.
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Die
Unteransprüche
betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
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Das
Aufdüsen
hat sich in der Praxis als sehr zuverlässig erwiesen.
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Das
Laminieren der zweiten Faserstoffbahn hinter einem Dosierspalt bewirkt,
dass der Anpressdruck beim Laminieren unabhängig vom Dosieren auf einen
optimalen Wert eingestellt werden kann.
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Das
Laminieren der zweiten Faserstoffbahn in dem zweiten Dosierspalt
erspart die Anpressrolle.
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Die
Verwendung einer Dekorpapierbahn und einer Overlaybahn sind die
am meisten benötigen Materialien
für die
Erfindung.
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Eine
Vorwärmung
während
des Transports beschleunigt die Durchtränkung der Faserstoffbahnen
erheblich.
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Dadurch
dass das Trocknen bei einer Bahntemperatur von weniger als 100°C erfolgt,
bis im Laminat enthaltenes Wasser weitestgehend verdampft ist, und
dass dann die Temperatur erhöht
wird, wird vermieden, dass in der Beschichtung solche Dampfblasen
entstehen, die die Faserstoffbahnen trennen können. Daher bleibt die Beschichtung
homogen, und es entsteht ein sehr guter optischer Eindruck der Dekorschicht
nach einem Verpressen. Die Tempraturerhöhung bewirkt dann die erforderliche
Vorvernetzung des Harzes.
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Die
Erfindung wird anhand vereinfacht dargestellter Beispiele weiter
erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
Seitenansicht eines ersten Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung von Laminaten mit einer Laminierung der zweiten
Faserstoffbahn hinter einem Dosierspalt;
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2 ein
alternatives Beispiel mit der Laminierung der zweiten Faserstoffbahn
hinter dem Dosierspalt;
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3 ein
drittes Beispiel der Vorrichtung mit einer Laminierung der zweiten
Faserstoffbahn in dem Dosierspalt und
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4 ein
viertes Beispiel der Vorrichtung mit Einbringung eines Gemisches
in einen zwischen den Faserstoffbahnen gebildeten Zwickel.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist eine erste Faserstoffbahn 1 einem
Mittel zum Beschichten, nämlich
einer Beschichtungsanlage 2, horizontal in Transportrichtung
entsprechend Pfeilen 12 zugeführt. Die Beschichtungsanlage 2 umfasst,
in einem nicht dargestellten Maschinengestell angeordnet, eine Umlenkwalze 3,
eine Dosierwalze 4 und eine Antragsdüse 5. Die Umlenkwalze 3 und
die Dosierwalze 4 weisen den gleichen Durchmesser auf und sind
in einer horizontalen Ebene mit parallelen Längsachsen drehbar gelagert.
Die Umlenkwalze 3 und die Dosierwalze 4 bilden
einen Dosierspalt 6, der in seiner Weite einstellbar ist,
und sind mit einem Antrieb ausgestattet. Die erste Faserstoffbahn 1 trifft
in etwa horizontal unten auf die Umlenkwalze 3, umschlingt
diese durch den Dosierspalt 6 in einem Bogen von ca. 180° und ist
dann in etwa horizontal weitergeleitet. Unterhalb der Umlenkwalze 3 ist
die Antragsdüse 5 so
angeordnet, dass ihre Beschichtungsöffnung 7 mit geringem
Abstand gegen die erste Faserstoffbahn 1 gerichtet ist.
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Über der
Umlenkwalze 3 und parallel zu dieser ist ein Mittel zum
Laminieren, nämlich
eine Laminierwalze 8, drehbar so gelagert, dass zwischen
ihnen ein enger Spalt 9 gebildet ist. Hierbei sind die Längsachsen
der Umlenkwalze 3 und der Laminierwalze 8 in einer
senkrechten oder nahezu senkrechten Ebene angeordnet. Die Laminierwalze 8 ist
an einem Ende einer gelenkig gelagerten Hebelkonstruktion befestigt,
an deren anderem Ende ein eine verstellbare Kraft aufbringbar ist.
Eine zweite Faserstoffbahn 10 ist schräg von oben der Laminierwalze 8 zugeführt, umschlingt
diese bis zu dem Spalt 9 und ist dann gemeinsam mit der
ersten Faserstoffbahn 1 als Laminatbahn 11 weitergeführt.
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Unmittelbar
in Transportrichtung hinter dem Spalt 9 beginnt eine Verweilstrecke 13.
In der Verweilstrecke 13 sind als Mittel zum Vorwärmen unterhalb
der Laminatbahn 11 Düsenkästen 14 angeordnet,
deren Düsen
gegen die Laminatbahn 11 gerichtet sind. Am Ende der Verweilstrecke 13 ist
ein Trockner 15 angeordnet, der vom z.B. Schwebetyp und
in der Zeichnung nur angedeutet ist.
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Im
Betrieb wird die erste Faserstoffbahn 1 der Umlenkwalze 3 zugeführt und
weiter in den Trockner 15 transportiert. Die Umlenkwalze 3 wird gleichsinnig
mit der Transportrichtung der ersten Faserstoffbahn 1 angetrieben;
die Dosierwalze 4 ist je nach Ausführungsart gleichsinnig oder
vorzugsweise gegensinnig zur Umlenkwalze 3 angetrieben.
Durch die Antragsdüse 5 wird
ein Gemisch aus mindestens einem Harz und abriebfesten Partikeln
im Überschuss
auf die der Antragsdüse 5 zugewandte
Seite der ersten Faserstoffbahn 1 als Beschichtung aufgetragen.
Die erste Faserstoffbahn 1 mit dem aufgetragenen Gemisch
durchläuft
den Dosierspalt 6, dessen Weite so eingestellt ist, dass
eine vorbestimmte Menge des Gemisches auf der ersten Faserstoffbahn 1 verbleibt.
Hierbei wird überschüssiges Gemisch
von der ersten Faserstoffbahn 1 abgetrennt, tropft in eine nicht
dargestellte Auffangwanne und wird in den Prozess zurückgeleitet.
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Die
zweite Faserstoffbahn 10 wird der Laminierwalze 8 zugeführt und
in dem Spalt 9 auf die Beschichtung der ersten Faserstoffbahn 1 gebracht. Hierdurch
wird ein bahnförmiges
Laminat 11 aus der ersten Faserstoffbahn 1, der
Beschichtung und der zweiten Faserstoffbahn 10 gebildet.
Hierbei ist der Anpressdruck der Laminierwalze 8 so eingestellt, dass
die zweite Faserstoffbahn 10 sicher und glatt auf die Beschichtung
aufgebracht wird, ohne dass Teile der Beschichtung abgeschieden
werden. Hierfür
wird die Kraft am Ende der Hebelkonstruktion der Laminierwalze 8 verändert.
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In
der Verweilstrecke 13 dringt das Harz der Beschichtung
in die beiden Faserstoffbahnen 1, 10 ein, bis
diese zumindest teilweise mit Harz durchtränkt sind. Um die Durchtränkung zu
beschleunigen, wird das Laminat 11 vorgewärmt. Hierfür werden
die Düsenkästen 14 mit
einem warmen Gas, z.B. Dampf oder Abgas aus dem Trockner 15,
beaufschlagt. Das Gas wird dann aufgefangen und zusammen mit dem restlichen
Abgas des Trockners 15 entsorgt.
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Im
Trockner 15 wird das Laminat 11 wie bekannt getrocknet,
z.B. im Schwebeverfahren. Hierbei werden die Parameter der Trocknung
so gewählt, dass
die Bahntemperatur des Laminats 11 in einer ersten Trocknungszone
zunächst
unter 100°C
verweilt. Erst wenn das im Harz enthaltene Wasser weitestgehend
verdampft ist, beginnt eine zweite Trocknungszone, in der die Bahntemperatur
auf ca. 120°C erhöht wird,
damit das Harz teilweise vernetzt wird.
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Das
fertig getrocknete Laminat 11 hat eine Restfeuchte von
ca. 7 % und wird wie bekannt weiter verarbeitet, z.B. zu Bogen geschnitten
oder aufgewickelt, und in einem weiteren Prozess auf ein Trägermaterial
aufgepresst.
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Ein
zu dem in 1 dargestellten Beispiel alternatives
Mittel zum Laminieren ist eine Umlenkrolle 16. Wie aus 2 ersichtlich
ist hierbei die zweite Faserstoffbahn 10 unter der Umlenkrolle 16 auf
die Umlenkwalze 3 geführt.
Diese Umlenkrolle 16 ist über der Dosierwalze 4 drehbar
gelagert, wobei die unterste Begrenzung der Umlenkrolle 16 sich
unterhalb der oberen Scheitellinie der Umlenkwalze 3 befindet.
Die Längsachse
der Dosierwalze 4 ist unterhalb der Längsachse der Umlenkwalze 3 angeordnet.
Hier wird im Betrieb die zweite Faserstoffbahn 10 der Umlenkrolle 16 und
weiter tangential der Umlenkwalze 3 unterhalb deren oberem
Scheitelpunkt zugeführt
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 3 unterscheidet sich von dem nach 1 durch
Folgendes: Die Laminierwalze 8 entfällt. Die zweite Faserstoffbahn 10 ist über die
Unterseite der Dosierwalze 4, die hier gleichzeitig das
Mittel zum Laminieren ist, in den Dosierspalt 6 geführt.
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Die
Umlenkwalze 3 und die Dosierwalze 4 sind in alternativen
Ausführungen
so relativ zueinander angeordnet, dass der Dosierspalt 6 in
einem Bereich gebildet ist, der von der oberen Scheitellinie bis zu
einer der Verweilstrecke 13 abgewandten Linie mit vertikaler
Tangente auf der Umlenkwalze 3 reicht.
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Der
Betrieb läuft
mit Ausnahme der Zuführung
der zweiten Faserstoffbahn 10 ab wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
Die zweite Faserstoffbahn 10 läuft hier über den unteren Teil der Dosierwalze 4 in
den Dosierspalt 6 und wird hier auf die Beschichtung der
ersten Faserstoffbahn 1 aufgebracht. Das Laminat 11 wird
also im Dosierspalt 6 gebildet. Die Umlenkwalze 3 und
die Dosierwalze 4 sind gegensinnig angetrieben, so dass
sie mit der Transportrichtung der zugehörigen Faserstoffbahn 1, 10 drehen. Die
Weite des Dosierspalts 6 ist so eingestellt, dass unter
Berücksichtigung
der Dicke der beiden Faserstoffbahnen 1, 10 eine
vorbestimmte Menge der Beschichtung zwischen den beiden Faserstoffbahnen 1, 10 verbleibt.
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Bei
dem Beispiel nach 4 umfasst ein Mittel zum Einbringen,
nämlich
die Beschichtungsanlage 2, in einem nicht dargestellten
Maschinengestell die Umlenkwalze 3, die Dosierwalze 4 und
eine Leitung 20 zum Einbringen des Gemisches. Die Umlenkwalze 3 und
die Dosierwalze 4 sind in einer horizontalen Ebene mit
parallelen Längsachsen
drehbar gelagert und bilden den Dosierspalt 6, der in seiner Weite
einstellbar ist. Die Umlenkwalze 3 und die Dosierwalze 4 sind
mit einem Antrieb ausgestattet. Die zweite Faserstoffbahn 10 ist
in Transportrichtung gemäß Pfeilen 12 schräg von oben über die
Umlenkwalze 3 in den Dosierspalt 6, um die Umlenkwalze 6 bis zu
deren unterer Scheitellinie und weiter waagerecht zu dem Trockner 15 geführt. Die
erste Faserstoffbahn 1 ist von schräg oben über die Dosierwalze 4 in
den Dosierspalt 6 und weiter parallel zur zweiten Faserstoffbahn 10 geführt. Die
beiden Faserstoffbahnen 1, 10 schließen oberhalb
des Dosierspalts 6 einen spitzen Winkel ein und bilden
so einen Zwickel 21. Senkrecht über dem Dosierspalt 6 ist
die Leitung 20 waagerecht und mit einem Abstand von 10
cm bis 50 cm angeordnet. In die Leitung 20 sind in den
Dosierspalt 6 gerichtete Bohrungen eingelassen.
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Die
Transportstrecke 13 und der Trockner 15 entsprechen
dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Im
Betrieb werden die beiden Faserstoffbahnen 1, 10 dem
Dosierspalt 6 zugeführt
und weiter um die Umlenkwalze 3 durch die Verweilstrecke 13 in den
Trockner 15. Hierbei sind die Umlenkwalze 3 und die
Dosierwalze 4 so gegenläufig
angetrieben, dass die Dosierwalze 4 gleichsinnig mit der
zweiten Faserstoffbahn 10 dreht.
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In
die Leitung 20 wird das Gemisch aus mindestens einem Harz
und abriebfesten Partikeln gefördert,
das durch die Bohrungen in den Zwickel 21 zwischen den
Faserstoffbahnen 1, 10 fließt. Das Gemisch bildet so im
Dosierspalt 6 eine Schicht zwischen den Faserstoffbahnen 1, 10.
Die Weite des Dosierspalts 6 ist so eingestellt, dass unter
Berücksichtigung
der Dicke der beiden Faserstoffbahnen 1, 10 eine
vorbestimmte Menge der Schicht zwischen den beiden Faserstoffbahnen 1, 10 verbleibt.
Gegebenenfalls überschüssiges Gemisch
fließt
an den seitlichen Enden des Zwickels 21 in eine nicht dargestellte Wanne
ab und wird zurück
in den Produktionskreislauf geführt.
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Der
Betrieb der Verweilstrecke 13 und des Trockners 15 erfolgt
wie oben beschrieben.
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Bei
sehr kurzen Verweilstrecken 13, die eingesetzt werden,
wenn die für
das Laminat verwendeten Materialien das Glätten der Faserstoffbahnen während des
Trocknens erlauben, sind alternativ zu den oben beschriebenen Beispielen
keine Mittel zum Vorwärmen
angeordnet.
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Für alle Ausführungsbeispiele
gilt: Faserstoffbahnen 1, 10 sind alle Materialien,
die für
die Herstellung abriebfester Laminate geeignet sind. Vorzugsweise
ist die erste Faserstoffbahn 1 eine Dekorpapierbahn und
die zweite Faserstoffbahn 10 eine Overlaybahn; umgekehrt
kann die zweite Faserstoffbahn 10 aus Dekorpapier und die
erste Faserstoffbahn 1 aus Overlaypapier gefertigt sein.
Das mindestens eine Harz kann eine Mischung unterschiedlicher Harze
sein und ist oder enthält
vorzugsweise Melaminharz; abriebfeste Partikel bestehen z.B. aus
Korund und/oder Siliciumoxid.